張作霖在八角台安營扎賽後，如果就這樣混下去，滿足於保八角台的境安八角台的民，那麼他終將只是個小混混，在歷史上也不會留下任何足跡，但是張作霖從來就不是一個滿足於現狀的人，正當他在八角台休整兩年，羽翼漸豐的時候，歷史送給了他第一次機遇。
張作霖在八角台休整兩年正好是沙俄入侵東北，佔領哈爾濱、齊齊哈爾、奉天，繼而控制東三省主要城市和鐵路沿線的時期，窩在八角台的張作霖正好躲過了這一劫。1902年4月，中俄在北京簽訂了《交收東三省條約》(又稱《俄國退兵條約》)，俄軍在各方反對下開始撤軍。東北局勢稍安，秩序趨於穩定，此時地方自治武裝失去了存在的價值，清政府要求各地民團予以遣散，按理張作霖的大團也應在遣散之列。但是張作霖並沒有這樣做，他想尋找新的出路，這個出路就是被政府招安，不過招安並不是你想招就能招的，為此張作霖絞盡了腦汁。
一個機會送上門了。當時盛京將軍(奉天最高軍政長官)增祺的夫人正急著返回東北，可是那時奉天和北京不通火車(1928年張作霖被炸時已通)，只能坐騾車去，沿途山高路遠，到處都是土匪，增祺的夫人非常恐慌。這時張作霖晉見，於危難關頭派兵保護她。在土匪圈裡，張作霖的名頭可比盛京將軍管用多了，所以一路平安地護送到了將軍府。
這樣一來，將軍夫人對張作霖那是感激備至啊，想不招安都難了。再加上八角台商會會長張紫雲向政府大力舉薦，自古官商結合，這有錢人的推薦還是挺有份量的，這樣一來，盛京將軍增祺的下級新民知府增韞對他也有了好印象。1903年7月，張作霖所部與新民街巡捕隊合併為巡防馬步游擊隊，計485人。其中，騎兵2哨，步兵3哨。張作霖為管帶(相當於營長)，張景惠為幫辦(相當於副營長)，中哨哨官由張作霖兼任，前哨哨官為張作相，左哨哨官為湯玉麟，右哨哨官為王立有，後哨哨官為趙五把什。其中張景惠、張作相、湯玉麟均為張作霖的拜把兄弟，諸君可以看到，此時張作霖的拜把兄弟已在張作霖軍中佔據核心地位，成為張作霖今後扶搖直上的堅實基礎。
張作霖的第二次機遇來源於剿滅巨匪杜立三。前面說過的跟張作霖對賭喪命的海沙子就是杜立三的部下。當年張作霖對陣海沙子時都非常吃力，靠對賭比拚才僥倖勝出，如今面對的是比海沙子強上十幾倍的杜立三，此人擅長騎馬射擊，手下有兩三千人，無論是俄國還是日本都曾派部隊前去剿滅他，結果都是無功而返，吃了不少虧，而張作霖招安後只是區區一個管帶，手下也只有區區幾百條人槍，政府怎麼會把這樣的重任交給他？原來此時的張作霖已經今非昔比了。從1903年接受招安到1907年短短四年間，張作霖好運不斷。先是在1905年日俄大戰中左右逢源，不僅保住了新民府這個重鎮，而且還擴充了軍隊，所部擴編成了3個營；1906年盛京將軍換人，新任盛京將軍趙爾巽和新任新民府知府沈金鑒為了加強防守新民府的力量，將張作霖的部隊由3營繼續擴編為5營，張作霖當上了5營統帶(相當於團長)；1907年，盛京將軍又換人了，換成了徐世昌，這次連盛京將軍的名稱也換了，換成了東三省總督。東三省總督一上任，就欽點張作霖前去剿滅連日本人也剿滅不了的杜立三，估計這徐世昌也很明白「以匪制匪」的道理，別人剿不了，張作霖肯定剿得了。
張作霖面對杜立三這塊難啃的骨頭，決定改強攻而為智取，他先放出風聲說朝廷要招安杜立三。為了讓杜立三相信，還派人把杜立三族叔杜泮林請來。老實的杜泮林不知是計，看張作霖言辭肯切，句句都是金玉良言，覺得很有道理，就寫了一封感情真摯的親筆信，說什麼「遊俠非終身之事，梁山豈久居之區；一經招安，不僅出人頭地，亦且耀祖榮家」等等。杜立三果然上當，心想你張作霖也是招安的，如今取得這麼大的地位；想當初咱們同在綠林混的時候，你張作霖只不過是跟海沙子差不多的小土匪一個，如今老大來了，你確實應該讓賢，再不濟也應該混個同等身份吧。所以杜立三隻帶了13個人前來，被張作霖逮個正著，當晚就槍決了，其手下幾千人群龍無首，在張作霖的進剿下很快作鳥獸散。張作霖因此立功而升為奉天巡防營前路統領(相當於旅長)，管轄馬步五營。當時東北舊軍一共有左、中、右、前、後五個巡防營，張作霖躍居其一，為後面辛亥革命時候能夠抓住歷史機遇準備了必要條件。
巡防營前路統領張作霖
張作霖的第三次機遇來源於1911年的辛亥革命。辛亥革命這樣一場社會大變革，讓很多原本位居高官厚祿的人倒了下去，其中尤以清朝的皇親國戚為甚，有的到最後窮困潦倒到一日三餐的溫飽問題都解決不了；但同時，辛亥革命又讓一些原本底層的人扶搖而上成為封疆大吏，這其中就有張作霖。
辛亥革命爆發的時候，張作霖並不在奉天。他在哪裡？他在遼寧西北部的通遼、洮南一帶剿匪。1908年，徐世昌把剿匪得力的張作霖調到遼寧西北部的通遼、洮南一帶搜剿蒙古叛匪。該股叛匪在廣闊無垠的大草原上活動，熟悉地形，瞭解民情，精於騎射，來無影去無蹤，張作霖剿得很不順利。為保證剿匪的成功，1909年，徐世昌將張作霖部由原來的5個營擴編成7個營，又將駐紮在洮南的孫烈臣部劃歸張作霖指揮，使張作霖部隊擴充到3500人，成為東北地區不多的幾支勁旅之一。張作霖也不負重托，採取強攻和智取兩手策略，派人打進蒙匪內部取得情報，經年餘苦戰，擊斃蒙匪頭目白音大賚，生擒另一蒙匪頭目牙仟，並將剩餘蒙匪追逐800里，一直趕入俄境，危害東北邊疆多年的蒙患終於解除了。
蒙患既除，張作霖卻發現自己回不了奉天了，只能整天待在偏遠的洮南一帶遊蕩。因為此時奉天形勢已經發生了很大變化，革命黨人張榕等四處活動，新軍中也有掌握兵權的吳祿貞、藍天蔚等人暗中支持。1911年5月東三省總督又換人了，從徐世昌換成了原來的趙爾巽，趙是清末漢軍正藍旗人，大約清廷也感覺到了革命黨人在東北活動，威脅到了自己的大後方，因此想調一個旗人總督來守住自己的龍興之地。趙爾巽履任東北剛滿5個月，辛亥革命就爆發了，當時以藍天蔚為協統的新軍第二混成旅就駐紮在奉天的北大營，這是奉天唯一的一支駐軍，因此藍天蔚此時的態度相當重要，越來越明顯的證據表明藍天蔚等人正在醞釀以實際行動來聲援武昌起義，策劃奉天獨立的計劃。趙爾巽手頭無兵，驚慌之下準備逃跑。緊急關頭，奉天省咨議局副議長袁金鎧向他獻上一計，建議重用舊軍巡防營。因為這些巡防營將領都是忠於清朝的守舊軍人，同革命黨人沒有多少關係。趙爾巽如同抓到了救命稻草，馬上密調後路巡防營吳俊升部自通遼迅即趕來奉天，以防備革命黨人起事。
前文說過，駐紮東北的巡防營共有左、中、右、前、後五路巡防營，從地位排序以及駐紮遠近來看，這趕赴奉天勤王的事都輪不到張作霖。再說這勤王的事何等機密，非有密詔不可得知。但是這一信息還是被張作霖知道了，因為張作霖平時就是個有心人，他早已在奉天布下了眼線，這個人就是張作霖駐奉辦事處處長張惠臨，此人政治敏感性強，深知事情重大，以最快的速度把這個消息密報給了張作霖。接下來就是張作霖與吳俊升比拚速度的時候了。吳俊升後來成為張作霖的最得力部下之一，在關鍵時候支持過張作霖好幾次，但此時張作霖還處在與他競爭的同一水平線上，並且吳俊升競爭的條件要明顯優於張作霖，這從趙爾巽密調的是吳俊升部而不是張作霖部就可以看得出來。
張作霖不管這些，面對歷史機遇他表現出了超前的意識和捕捉歷史機遇的能力。他的駐地比吳俊升遠很多，但是他馬不停蹄、日夜兼程，率領七營人馬向奉天急馳而去，終於搶在吳俊升之前趕到了奉天。
接下來一個新的問題出現了，趙爾巽密調的是吳俊升部而不是你張作霖部，你張作霖急吼吼地跑過來啥意思？有沒有圖謀不軌的意圖？張作霖得讓趙爾巽明白自己是忠心耿耿地勤王，絕對沒有其他非分之想。所以他誠惶誠恐地說：「我是願以生命保護恩師，至死不渝。」張作霖畢竟是趙爾巽當年一手提攜上來的，這一披肝瀝膽的表態，很讓趙爾巽受用，尤其是在如此困難時期，有一個掌兵權的人如此忠心耿耿的護衛自己，哪會怪罪。趙爾巽馬上補發調防令，任命張作霖兼任中路巡防營統領，這樣張作霖手上就有了前路和中路兩個巡防營，實力大增，成為東北舊軍中實力最大者，吳俊升已經被他遠遠拋在了身後，當時唯一有實力與他抗衡的就是以藍天蔚為首的新軍。
1911年11月6日，藍天蔚、張榕等革命黨人秘密集會，準備以藍天蔚為協統的新軍第二混成旅為骨幹，於1912年1月中旬發動起義，驅除總督趙爾巽，宣佈奉天獨立。這個計劃本來挺好的，如果事成，藍天蔚當關外大都督，張榕當奉天省都督，那麼接下來整個歷史就完全是另一回事了，孫中山的革命想來也就不會那麼艱難了，畢竟有東北的革命根據地存在，與此後南方的廣東革命政權遙相呼應，一南一北，互為首尾，中國的革命進程倒要省事很多。
歷史不容假設，這個進程最終還是被破壞掉了，主要是革命黨人行事不密，起義時間放得太長又心存幻想，他們希望在起義之前，通過威逼的方式讓趙爾巽宣佈奉天獨立，以和平的方式接管奉天。在革命黨人看來，奉天大勢已定，趙爾巽不宣佈獨立也得宣佈了。1911年11月12日，張榕、吳景濂等人召開奉天省國民保安會，打算讓趙爾巽在會上表態獨立。這時變數出現了，這個變數就是張作霖，他挺身而出，撥出手槍往桌上一放，對各位革命黨人說：「東三省總督唯有服從朝廷命令，我張某身為軍人，只知道保護大帥和地方百姓，我張某人雖好交朋友，但是有膽敢破壞秩序者，我這支手槍是不交朋友的。」時會場內外都佈置了張作霖的人，革命黨人一看形勢不妙紛紛離去，會議就此選舉了趙爾巽為國民保安會會長。
會後，張作霖的軍隊迅速布控了全城，有了張作霖的撐腰，趙爾巽一紙密狀遞交朝廷，就地免去了藍天蔚第二混成協協統職務，改由原任該協標統聶汝清擔任。這個藍天蔚，人說有一肚子的軍事才能，當年武昌首義時差點推選他為湖北軍政府總督，只不過那時他人在奉天，離得太遠了，這才讓黎元洪十分不情願地撿了個大便宜。不過現在看來，這人還是扶不上台的阿斗，在張作霖沒有進入奉天之前，他有一百個機會可以取趙爾巽而代之，但他竟然一再坐失良機；即便張作霖進了奉天，以張作霖舊軍的實力，如何可以跟有著新式武器、新式思維的新軍相對抗？但他竟然被張作霖的虛張聲勢嚇住了，認為大勢已去，在總參議蔣百里的連哄帶騙的勸說下離開了奉天。藍天蔚面對重大歷史機遇時的猶豫和不作為與張作霖緊抓不是機遇的機遇相對比，高下一目瞭然，這也可以解釋張作霖為什麼能在東北迅速崛起的原因。
失去了藍天蔚的支持，革命黨人也就成了無根之木。1912年1月12日，東北最主要的革命黨人張榕被暗殺身亡，連中三槍。其好友以及一批革命黨人被殺的被殺，被抓的被抓，預備中的起義被徹底鎮壓下去了。
張作霖因鎮壓張榕等人有功，經趙爾巽保奏，清廷破格提升其為關外練兵大臣兼巡防營總辦，成為五路巡防營之首。其自身所統制的中路和前路巡防營擴為14個營，5000餘人，清廷正式將該部改為第二十四鎮，成為一個師的建制，授張作霖為統制(師長)。最要緊的是，第二混成協旅奉調入關，從實力上來看，張作霖已經掌握了奉天的軍事大權。接下來中國政局大變，1912年2月12日清帝退位，2月15日袁世凱就任民國臨時大總統，1912年9月11日，袁世凱下令對東三省的軍隊進行重點改編。為了穩定東北政局，防止革命黨人鬧事，袁世凱對曾經參與鎮壓革命黨人的舊派軍人張作霖格外關注，下令將其所統領的原中路、前路巡防營改編為國家陸軍第二十七師，駐紮軍政要地奉天，任命張作霖為師長，加陸軍中將銜。這一任命對張作霖軍力的提升十分重要，相當於鳥槍換炮，把原來的地方冶安部隊升級為國家正規部隊，武器編製兵種都有了很大改善，由原來的馬步單一兵種發展為5個兵種協同作戰，即步兵2個旅，騎兵一個團，炮兵一個團，工兵一個營，輜重兵一個營。張作霖得到提升，他的兄弟們跟著沾光，張作霖任命湯玉麟為第五十三旅旅長，孫烈臣為第五十四旅旅長，張景惠為騎兵第二十七團團長，張作相為炮兵第二十七團團長，通過對把兄弟的層層任命，張作霖牢牢地把這支部隊抓在自己手裡，成為今後問鼎東北的政治資本。